La potenza di una pompa idraulica è un parametro fondamentale per valutarne le prestazioni e l'efficienza. Comprendere come calcolarla e quali fattori la influenzano è essenziale per scegliere la pompa più adatta alle proprie esigenze.

Concetti Fondamentali

Prima di addentrarci nella formula della potenza, è importante definire alcuni concetti chiave:

  • Portata (Q): È il volume di liquido convogliato dalla pompa nell'unità di tempo, misurato in metri cubi al secondo (m³/s), litri al secondo (l/s) o metri cubi all'ora (m³/h).
  • Prevalenza (H): Rappresenta l'energia meccanica trasferita per unità di peso del liquido. Indica l'altezza massima a cui la pompa può sollevare il fluido ed è misurata in metri (m). La prevalenza di una pompa indica quanta pressione è in grado di far ottenere l'elettropompa all'acqua e quindi in altre parlore il dislivello che è in grado di farle superare. Se supponiamo che ci siano 30 mt di prevalenza significa che la pompa ha necessita di una pressione di esercizio di circa 3 atm in modo da pompar acqua fino a 30 mt di altezza.
  • Rendimento (η): È il rapporto tra la potenza utile (Wu) e la potenza assorbita (W) dalla pompa, espresso come η = Wu/W.

Calcolo della Prevalenza

La prevalenza di una pompa è definita come la differenza di pressione tra l’uscita e l’ingresso della pompa, espressa in unità di altezza (ad esempio in metri). L’unità di misura della prevalenza è rappresentata dal simbolo m. La prevalenza indica l’altezza massima di sollevamento che la pompa riesce a trasmettere al fluido convogliato.

Spesso, si hanno a disposizione dati relativi alle perdite di carico, al dislivello e alla differenza di pressione fra due serbatoi. Dove i valori riferiti a 1 e 2 potrebbero essere 2 serbatoi a quote diverse. In altri casi invece si hanno a disposizione dei dati diversi, relativi per esempio alle perdite di carico, al dislivello e alla differenza di pressione fra due serbatoi.

Formula della Potenza

La potenza (W) è il prodotto della portata (Q) per la prevalenza (H) e per la densità (d) del fluido: W = Q ∙ d ∙ H.

La potenza P assorbita da una pompa è la potenza meccanica assorbita all’albero della pompa o al giunto ed è espressa in kW o W ed è proporzionale alla velocità di rotazione elevata alla terza potenza.

Per esempio poniamo il caso di calcolare la prevalenza di una pompa centrifuga che assorbe 4,5 KW di potenza con rendimento del 70% fornendo una portata d’acqua di 350 dm3/min.

I cavalli rappresentano un valore per stimare la potenza di una pompa e vengono espressi con la sigla HP -acronimo di horse power- La stessa potenza d'azione può essere espressa in kilowatt e viende indicata con la sigla KW.

Curve Caratteristiche della Pompa

Il legame tra portata Q e la prevalenza totale H, a numero di giri costante, è tipico di ciascuna pompa ed è rappresentato da una curva nel piano cartesiano Q, H che si chiama curva caratteristica della pompa. Tale curva rappresenta quindi le variazioni della prevalenza H in funzione della portata Q e viene tracciata sperimentalmente per punti, a numero di giri costante, riportando in ordinata la prevalenza H ed in ascissa la portata Q in un sistema di assi cartesiani ortogonali.

La curva caratteristica di una pompa centrifuga permette di esprimere in maniera chiara l’idoneità di una specifica pompa per l’utilizzo all’interno di un determinato sistema. La pompa centrifuga è un elemento meccanico azionato da un motore elettrico, ed ogni curva caratteristica della pompa è riferita ad una precisa rotazione del motore, dipendente, nel caso dei comuni motori asincroni, dalla frequenza di alimentazione e dal numero di poli del motore stesso.

Se voleste avere delle informazioni più dettagliate sulla pompa che vi apprestate a comprare dovrete necessariamente imparare a leggere la curva di rendimento, ben riconoscibile sulla tabella si assorbimento. Si tratta di un grafico molto esplicativo che spiega la portata, la prevalenza e l'assorbimento di una pompa idraulica.

Un'altra informazione che possiamo dedurre osservando la sigla posta sull'etichetta è il tipo di alimentazione della pompa.

La curva di rendimento permette di valutare l’efficienza del funzionamento di una pompa. La curva rappresenta, sull’asse delle ordinate, il rapporto tra potenza utile alla pompa e potenza assorbita (definita dalla variabile η = Wu/W) in relazione alla portata volumetrica rappresentata sull’asse delle ascisse con la variabile Q.

La curva di potenza assorbita di una pompa è un parametro che permette di valutare l’efficienza di una pompa. La curva rappresenta, sull’asse delle ordinate, la potenza elettrica impiegata caratterizzata dalla variabile W in relazione alla portata espressa dalla variabile Q sull’asse delle ascisse.

Le pompe devono funzionare all'interno della curva di lavoro, riportata nelle caratteristiche tecniche dal costruttore. Quando questo non accade vi è la possibilità che gli assorbimenti siano fuori targa o, nel caso opposto, che si verifichino fenomeni di cavitazione.

Considerazioni Importanti

  • Cavitazione: Si verifica quando l'altezza di aspirazione è eccessiva e/o si utilizzano tubazioni d'aspirazione con diametro troppo piccolo. Questo fenomeno può danneggiare la pompa e ridurre la sua efficienza. Si verifica la cavitazione nel caso in cui l'altezza di aspirazione e' troppa e/o si è in presenza di tubazioni d'aspirazione con diametro eccessivamente ridotto. Quando accade, il sintomo principale è dato dalle violente vibrazioni generate dalla pompa, che si ripercuotono sulle tubazioni.
  • Saracinesca sulla mandata: Per evitare assorbimenti fuori targa, è consigliabile installare una saracinesca sulla mandata della pompa per regolare il flusso. Per questa ragione sulla mandata della pompa deve essere sempre presente una saracinesca che permetta, all'atto del montaggio, di poter strozzare leggermente la mandata, quando si hanno degli assorbimenti siano fuori targa.
  • Consulenza di esperti: Solo un esperto di termoidraulica può valutare correttamente le prestazioni di una pompa e consigliare il prodotto più adatto alle specifiche esigenze. Chiariamo un concetto semplice: solo un esperto di termoidraulica può capire se un'elettropompa sia valida o no e soprattutto può consigliarvi con cognizione di causa, se un prodotto è indicato per il vostro impianto idraulico.

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